[实用新型]一种基于发光二极管封装单元的光场立体显示装置

说明书

本实用新型提出了一种基于发光二极管封装单元的光场立体显示装置。该基于发光二极管封装单元的光场立体显示装置由大量发光二极管封装单元构成阵列组合而成。所述发光二极管封装单元由基座、多个发光二极管、第一柱透镜、散射层、第二柱透镜及封装壳体组成，能够将发光二极管封装单元中不同的发光二极管投射到不同的空间方向，从而模拟立体空间中对应位置的光线在不同方向上的出射情况，因此由其构成的阵列能够形成用于立体显示的光场。当人眼处于光场中的不同位置时，可以看到与其位置对应的光线，从而可以形成视差并产生立体感观。

技术领域

本实用新型涉及显示技术，更具体地说，本实用新型涉及光场立体显示技术。

背景技术

3D显示技术是可以实现立体场景真实再现的一种显示技术，其可以为人眼分别提供不同的视差图像，从而使人产生立体视觉。其通常使用狭缝光栅、柱透镜为分光元件，将像素投射到指定方向。当人眼分处于不同位置时，可以看见与之对应的视差图像，从而实现立体视觉。传统立体显示装置在实现立体显示时，常采用2D显示面板提供视差合成图像。由于传统的如液晶显示面板、OLED显示面板等的2D显示面板难以实现大尺寸显示，因此本实用新型提出了一种基于发光二极管封装单元的光场立体显示装置。

发明内容

本实用新型提出了一种基于发光二极管封装单元的光场立体显示装置。附图1为该基于发光二极管封装单元的光场立体显示装置的结构示意图。该基于发光二极管封装单元的光场立体显示装置由大量发光二极管封装单元构成阵列组合而成。所述发光二极管封装单元由基座、多个发光二极管、第一柱透镜、散射层、第二柱透镜及封装壳体组成，能够将发光二极管封装单元中不同的发光二极管投射到不同的空间方向，从而模拟立体空间中对应位置的光线在不同方向上的出射情况，因此由其构成的阵列能够形成用于立体显示的光场。当人眼处于光场中的不同位置时，可以看到与其位置对应的光线，从而可以形成视差并产生立体感观。

其原理可以理解为，在任意立体空间场景中设置一透明平板，该透明平板置于立体场景和观看者之间。观看者通过该平板可以看到该空间场景的立体影像。该透明平板上的任意点上，均有来自于其后立体空间场景的光线通过，人眼通过该点可以看见该点后方的立体场景。当人眼位置不同时，通过该点看到的立体空间场景中的像素点并不相同，即立体空间场景通过该点在不同的方向上出射的光线不同。本实用新型的基于发光二极管封装单元的光场立体显示装置中的发光二极管封装单元可以在不同的方向上提供不同的出射光线，其性质和上述透明平板上的任意点相同。故当所述发光二极管封装单元组合成阵列时，可以形成对应的立体空间场景的光场，从而实现立体显示。

所述发光二极管封装单元由基座、多个发光二极管、第一柱透镜、散射层、第二柱透镜及封装壳体组成。所述基座上安装有多个发光二极管。所述多个发光二极管具有不同的水平位置，因此所述多个发光二极管发射的光线可通过第一柱透镜投射到所述散射层上的不同水平位置。所述散射层可以向前散射光线。来自于不同发光二极管的光线由于在散射层上所成像的水平位置不同，经散射层散射后，其光线可通过第二柱透镜投射到不同的水平空间方向。所述封装壳体环绕所述发光二极管、所述第一柱透镜、所述散射层及所述第二柱透镜四周，但留出从第二柱透镜出射光线的路径，其用于保护固定发光二极管、所述第一柱透镜、所述散射层及所述第二柱透镜，其上涂覆光吸收材料，用以减少各不同发光二极管间的光线干扰。

设所述发光二极管封装单元第一柱透镜的焦距为f，各发光二极管到第一柱透镜的距离为l₁，第一柱透镜到散射层的距离为l₂。优选地，上述参数应满足：，。由于，所述各个发光二极管可缩小成像于散射层位置处，其所成像在水平方向上的宽度和发光二极管在水平方向上的原始宽度之比，按相似三角形原理，应为。在散射层上，由于各发光二极管的像的水平间距较各发光二极管的实际水平间距更小，便于缩小发光二极管封装单元的体积。

可选地，可设置额外第二柱透镜用以将光线投射到更多方向。